CS254277B1

CS254277B1 - A method of surface modification of an implantable fabric

Info

Publication number: CS254277B1
Application number: CS849370A
Authority: CS
Inventors: Lubomir Pospisil; Jan Cerny; Rostislav Prochazka
Original assignee: Lubomir Pospisil; Jan Cerny; Rostislav Prochazka
Priority date: 1984-12-05
Filing date: 1984-12-05
Publication date: 1988-01-15
Also published as: CS937084A1

Abstract

Způsob je vhodný k využití v cévní chirurgii a kardiochirurgii při aplikaci na implantabilní textilie. Předmětem je implantabilní textilie, zejména pletená cévní protéza malého průměru, opatřena povrchovou modifikací v podobě nejméně jedné tromborezistentní vrstvy. Podstata povrchové modifikace spočívá v tom, že se na nejméně jednu stabilně usazenou cévní protézu, určenou pro tromborezistentní povrchovou úpravu působí v podmínkách řízeného dávkování plynů a/nebo par pracovního média, například hexametyldisilazanu nízkotlakým vysokofrekvenčním elektrickým výbojem, který se váže kapacitně po dobu narůstání tromborezistentní vrstvy pomocí nejméně jedné elektrody, která je zabudována stacionárně a umístěna mimo prostor expozice.The method is suitable for use in vascular surgery and cardiac surgery when applied to implantable textiles. The subject is an implantable textile, in particular a knitted vascular prosthesis of small diameter, provided with a surface modification in the form of at least one thromboresistant layer. The essence of the surface modification consists in the fact that at least one stably seated vascular prosthesis, intended for thromboresistant surface treatment, is treated under conditions of controlled dosing of gases and/or vapors of a working medium, for example hexamethyldisilazane, with a low-pressure high-frequency electric discharge, which is capacitively coupled for the period of growth of the thromboresistant layer using at least one electrode, which is installed stationary and placed outside the exposure space.

Description

Vynález se týká implantabilních textilií, vhodných zejména pro potřeby cévní chirurgie, například cévních protéz, upravených speciální povrchovou modifikací za účelem zajištění dlouhodobé průchodnosti krve. Předmětem vynálezu je rovněž způsob speciální provrchové modifikace těchto implantátů, který spočívá v nanesení tenké polymerní vrstvy nebo vrstev chemicky vázaných nebo nevázaných na vnější a/nebo vnitřní stěny předmětů, zejména cévních protéz prostřednictvím vysokofrekvenčního elektrického výboje, který vyvolává vznik této nejméně jedné vrstvy z pracovního média, kterým je například reakční plyn nebo směs reakčního plynu a inertního plynu v elektricky izolační trubici.The invention relates to implantable fabrics particularly suitable for vascular surgery, for example vascular prostheses, treated with a special surface modification to ensure long-term blood patency. The invention also relates to a process for the special surface modification of these implants, which comprises depositing a thin polymeric layer or layers chemically bonded or not bound to the outer and / or inner walls of objects, in particular vascular prostheses by high-frequency electrical discharge. media such as reaction gas or a mixture of reaction gas and inert gas in an electrically insulating tube.

V současné době je již relativně vyčerpán počet polymerů vhodných pro implantaci do lidského organismu. V rekonstrukční cévní chirurgii se staly cévní protézy, zhotovené ve formě hadic, zapravidla pletařskou nebo tkací technikou, nepostradatelnými prostředky při náhradě cév nebo žil a tepen, případně při vyztužování orgánů, respektive jejich částí.At present, the number of polymers suitable for implantation into the human organism has been relatively exhausted. In reconstructive vascular surgery, vascular prostheses made in the form of hoses, buffers with knitting or weaving techniques, became an indispensable means for the replacement of blood vessels or veins and arteries, or for the reinforcement of organs, or parts thereof.

Při výběru implantátů je sledován především budoucí optimální průběh operace a proces hojení, což předpokládá zdravotní nezávadnost a vyhovující prodyšnost implantátů, možnost jejich sterilizace a dále vyhovující odolnost vůči biologickým tekutinám.In the selection of implants, the future optimal operation and healing process is monitored, which implies the health and satisfactory air permeability of the implants, the possibility of their sterilization and further satisfactory resistance to biological fluids.

K těmto kritériím přistupuje požadavek na vyhovující povrchové vlasnosti implantátů.These criteria are supplemented by the requirement for satisfactory surface properties of the implants.

Tak například jsou pletené cévní protézy, vyrobené z polyesterových nití v organismu velmi stálé a v lékařské praxi se plně osvědčily, postrádají však na druhé straně při rekonstrukci jakýchkoliv žil a tepen s průměrem menším 7 mm požadované tromborezistentní vlastnosti, které do značné míry mohou ovlivnit úspěch implantace. 0 uspokojivé řešení této problematiky se zajímalo a pokusilo mnoho výrobců implantátů, doposud však není známa z praxe nebo z literatury, cévní protéza malého průměru, která by spolehlivě zajistila dlouhodobou průchodnost krevního toku.For example, knitted vascular prostheses made of polyester yarns are very stable in the body and have proven themselves in medical practice, but lack the required thromboresistant properties to reconstruct any veins and arteries with a diameter of less than 7 mm, which can greatly affect success implantation. Many implant manufacturers have been interested and tried to satisfactorily address this problem, but so far it is not known from practice or literature, a small diameter vascular prosthesis that would reliably ensure long-term blood flow.

Princip povrchové úpravy hadicových útvarů, vhodných pro kontakt s krví nebo tělními tekutinami je znám jednak z praktického provozování, jednak z patentové a odborné literatury. Podle němecného patentového spisu OS DE číslo 3 116 026 je například chráněn způsob nanášení biokompatibilní vrstvy nebo vrstev na vnitřní a/nebo vnější stěny cévních protéz, přičemž se tímto nanášením zajištuje vyhovující slučitelnost implantátu s lidským organismem. Kompatibilní vrstva nebo vrstvy se v tomto případě nanáší prostřednictvím doutnavého výboje.The principle of surface treatment of tubular formations suitable for contact with blood or body fluids is known both from practical operation and from patent and technical literature. For example, according to German Patent DE 3 116 026, a method of depositing a biocompatible layer or layers on inner and / or outer walls of vascular prostheses is protected, thereby ensuring a satisfactory compatibility of the implant with the human organism. In this case, the compatible layer or layers are applied by means of a glow discharge.

Reakční plyn nebo směs z reakčního plynu a inertního plynu se vede přes cévní protézu, nacházející se v elektricky izolační reakční trubici, jakož i přes mezeru mezi reakční trubicí a cévní protézou. Pro vnější povrstvení se udržuje výboj, vedený axiálním směrem podél části cévní protézy pouze v mezeře mezi reakční trubicí a cévní protézou, zatímco pro vnitřní povrstvení pouze uvnitř reakční trubice. Popsaný kontinuální nebo diskontinuální způsob úpravy se však uvažuje zásadně a výhradně se vzájemným relativním pohybem mezi substrátem, to jest cévní protézou v podobě hadičky a prstencovými elektrodami, sloužícími pro udělení induktivního doutnavého výboje, přičemž prstencové elektrody obepínají reakční trubici.The reaction gas or mixture of reaction gas and inert gas is passed through a vascular prosthesis contained in an electrically insulating reaction tube as well as through a gap between the reaction tube and the vascular prosthesis. For the outer coating, the discharge directed axially along a portion of the vascular prosthesis is maintained only in the gap between the reaction tube and the vascular prosthesis, while for the inner coating only within the reaction tube. However, the continuous or discontinuous treatment method described is contemplated essentially and exclusively with relative relative motion between the substrate, i.e., the tubular vascular prosthesis and the annular electrodes serving to impart an inductive glow discharge, the annular electrodes surrounding the reaction tube.

Alternativně je přitom možno vést například dvojici prstencových elektrod podél reakční trubice, v jejímž dutém prostoru je pevně uchycena cévní protéza anebo v opačném případě vést několik cévních protéz za sebou dutinou reakční trubice kolem pevně uspořádaných prstencových elektrod, které tuto reakční trubici v určitém odstupu obepínají. Při uvedeném způsobu nanášení biokompatibilních vrstev se používá různých pracovních médií, mimo jiné fluorovodíku, směsi z fluorovodíků nebo také siloxanový monomer, respektive směs ze silocynových monomerů. Popsaný postup vyžaduje poměrně složitou aparaturu, neboř je vázán na vykonávání relativních pohybů mezi substrátem a elektrodami, samotná úprava implantátů je nákladná a nezajišťuje ani žádoucí intenzitu povrchové modifikace cévních protéz z hlediska jejich tromborezistentních vlastností. K odstranění uvedených nedostatků a k účinné povrchové modifikaci se současně vyhovujícími objemovými i povrchovými vlastnostmi směřuje podle vynálezu způsob úpravy předmětů, přicházejících do přímého kontaktu s krví nebo jinými biologickými tekutinami, zejména cévních protéz z inertních syntetických materiálů. Při tomto pracovním postupu se nanáší tromborezistentní vrstva nebo vrstvy na vnější a/nebo na vnitřní stěny implantátů pomocí vysokofrekvenčního výboje, který způsobuje vyloučení tromborezistentní vrstvy nebo vrstev z pracovního média například z reakčního plynu nebo ze směsi reakčního plynu a inertního plynu v elektricky izolační reakční trubici.Alternatively, for example, a pair of annular electrodes may be guided along the reaction tube, in the cavity of which the vascular prosthesis is fixed or, alternatively, several vascular prostheses may be guided successively through the reaction tube cavity around the fixed annular electrodes surrounding the reaction tube at a certain distance. In the process of applying the biocompatible layers, various working media are used, inter alia hydrogen fluoride, hydrogen fluoride mixtures, or also a siloxane monomer or a mixture of silocyne monomers. The described procedure requires a relatively complex apparatus, since it is tied to the relative movements between the substrate and the electrodes, implanting itself is expensive and does not provide the desired intensity of surface modification of the vascular prostheses in terms of their thromboresistant properties. In order to overcome these drawbacks and to provide effective surface modification with simultaneously satisfactory bulk and surface properties, the present invention is directed to a method of treating articles which come into direct contact with blood or other biological fluids, in particular vascular prostheses of inert synthetic materials. In this process, a thromboresistant layer or layers are applied to the outer and / or inner walls of the implants by means of a high-frequency discharge which causes the thromboresistant layer or layers to be precipitated from the working medium, for example from reaction gas or reaction gas / inert gas mixture in an electrically insulating reaction tube. .

Podstata vynálezu spočívá v tom, že se na nejméně jeden stabilně usazený předmět, například cévní protézu, určenou k tromborezistentní povrchové úpravě působí nízkotlakým vysokofrekvenčním elektrickým výbojem v podmínkách řízeného dávkování plynů a/nebo par pracovního média. Přitom se tento vysokofrekvenční výboj váže kapacitně po dobu narůstání tromborezistentní vrstvy pomocí nejméně jedné, stacionárně zabudované elektrody, umístěné mimo prostor expozice. Nanášení tromborezistentních vrstev probíhá v podmínkách řízeného dávkování pracovního média budto v regulovatelném průtokovém režimu s neustálým přívodem monomerů během expozice nebo ve stacionárním režimu s jednorázovým dávkováním. Pracovním médiem je s výhodou hexametyldisilasan ve zbytkové vzduchové atmosféře nebo ve směsi s inertními plyny jako dusíkem nebo argonem, zvláště u cévních protéz s průměrem 5 mm a menším.SUMMARY OF THE INVENTION The invention is based on the fact that at least one stable seated object, for example a vascular prosthesis, intended for a thromboresistant coating is subjected to a low-pressure high-frequency electrical discharge under controlled metering of gases and / or working medium vapors. In this case, the high-frequency discharge is capacitively coupled for the time of growth of the thromboresistant layer by means of at least one stationary built-in electrode located outside the exposure area. The deposition of the thromboresistant layers takes place under controlled dosing conditions of the working medium either in a controllable flow mode with a continuous monomer feed during exposure or in a stationary single dose mode. The working medium is preferably hexamethyldisilasane in a residual air atmosphere or in a mixture with inert gases such as nitrogen or argon, in particular for vascular prostheses with a diameter of 5 mm or less.

Bližší vysvětlení principu uplatněného způsobu povrchové modifikace cévních protéz podle vynálezu je patrné z připojených nákresů, které znázorňují na obr. 1 schematický nákres aparatury pro povrchovou modifikaci tromborezistentních protéz malého průměru a na obr. 2 schematicky nákres řezu reakční trubicí této aparatury se stabilně umístěnými cévními protézami uvnitř. Podle obr. 1 obsahuje aparatura pro povrchovou modifikaci reakční trubici _1, spojenou s rotační vývěvou za účelem vyčerpání vzduchu.A more detailed explanation of the principle of the applied surface modification method of vascular prostheses according to the invention can be seen from the attached drawings, which show schematically in Fig. 1 an apparatus for surface modification of thromboresistant small diameter prostheses and Fig. 2 schematically a cross section of a reaction tube of this apparatus with stably placed inside. Referring to Fig. 1, the surface modification apparatus comprises a reaction tube 1 coupled to a rotary vacuum pump to exhaust air.

Uvnitř reakční trubice 1_ jsou umístěny držáky 11 s nasazenými cévními protézami 12. Reakční trubice 1. je na jedné straně zakončena vstupní přírubou _2· Pracovní médium je vedeno ze zásobníku _5 pomocí dvou jehlových ventilů 4. do směšovací komory _3 a postupuje dále do reakční trubice přičemž je tlak měřen tlakoměrem 7.· Elektrický výboj je buzen vysokofrekvenčním zdrojem .8, který je připojen na elektrodu 9_, umístěnou stacionárně na držáku elektrody 10. Na obr. 2 je zakresleno* schematické znázornění jednoho možného způsobu uložení čtyř cévních protéz 12 v držáku 11, umístěného uvnitř reakční trubice 1_.The reaction tube 1 is terminated on one side by an inlet flange 2. The working medium is led from the reservoir 5 via two needle valves 4 to the mixing chamber 3 and proceeds further into the reaction tube. wherein the pressure is measured by a pressure gauge 7. The electrical discharge is driven by a high-frequency source 8 which is connected to an electrode 9 disposed stationary on the electrode holder 10. FIG. 2 shows a schematic representation of one possible way of accommodating four vascular prostheses 12 in the holder 11 located inside the reaction tube 7.

Výhody vynálezu lépe vyniknou z popisu několika příkladů konstrukce a úpravy cévních protéz malého průměru, které byly zvoleny jako typické, avšak nevyčerpávající možnosti aplikace.The advantages of the invention are better understood from the description of several examples of the design and modification of small diameter vascular prostheses, which have been chosen as typical, but not exhaustive, applications.

Příklad 1Example 1

Pletená cévní protéza o průměru 4 mm a tlouštce stěny 0,6 mm byla vyrobena jako polotovar na okrouhlém pletacím stroji dělení 25 v jednolícní kryté vazbě z inertních, chemicky a biologicky nezávadných materiálů v kombinaci .PESh 50 dtex f 24 hladké pro krytou nit a PESh 2 x 50 dtex f 24 KK PM - NR pro krycí nit. Před povrchovou midifikací se provedla běžná úprava, zahrnující například praní, extrakci a tvarovou stabilizaci na formách odpovídajícího průměru. Následná povrchová modifikace probíhala na dříve popsané aparatuře v elektrickém výboji o frekvenci cca 75 MHz při regulovaném průtokovém režimu par hexametyldisilazanu ve zbytkové vzduchové atmosféře za tlaku 10 až 50 Pa po dobu 10 minut.Knitted vascular prosthesis with a diameter of 4 mm and a wall thickness of 0.6 mm was manufactured as a semi-finished product on a circular knitting machine dividing 25 in a one-piece covered weave from inert, chemically and biologically harmless materials in combination .PESh 50 dtex f 24 smooth for covered thread and PESh 2 x 50 dtex f 24 KK PM - NR for cover thread. Prior to surface midification, a conventional treatment was performed, including, for example, washing, extraction, and shape stabilization on molds of appropriate diameter. Subsequent surface modification was carried out on the previously described apparatus in an electric discharge at a frequency of about 75 MHz at a regulated flow mode of vapors of hexamethyldisilazane in a residual air atmosphere at a pressure of 10 to 50 Pa for 10 minutes.

Příklad 2Example 2

Pletená cévní protéza o průměru 5 mm a tlouštce stěny 0,7 mm byla vyrobena na okrouhlém pletacím stroji, dělení 25 v jednolícní hladké vazbě z materiálu PESh 2 x 84 dtex f 36 tvarovaného vzduchem. Běžná úprava cévní protézy i následná povrchová modifikace probíhala shodně s příkladem 1.The knitted vascular prosthesis with a diameter of 5 mm and a wall thickness of 0.7 mm was made on a circular knitting machine, dividing 25 in a one-piece plain weave of PESh 2 x 84 dtex f 36 air-shaped. The conventional modification of the vascular prosthesis and the subsequent surface modification proceeded in accordance with Example 1.

Příklad 3Example 3

Pletená cévní protéza o průměru 6 mm a tloušťce stěny 0,5 mm byla vyrobena jako polotovar na dvoulůžkovém rašlu dělení 30 E v jednolícní vazbě. Použitý materiál PESh 50 dtex f 36, hladké. Běžná úprava cévní portézy a následná povrchová modifikace probíhala rovněž shodně s příkladem 1.Knitted vascular prosthesis with a diameter of 6 mm and a wall thickness of 0.5 mm was manufactured as a semi-finished product on a double rasp with a division of 30 E in a single bond. Used material PESh 50 dtex f 36, smooth. Conventional treatment of the vascular portesis and subsequent surface modification was also carried out in accordance with Example 1.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A method of surface modification of an implantable fabric, in particular a knitted vascular prosthesis of small diameter or object, in direct contact with blood or other biological fluids, comprising applying a single layer to their outer and / or inner walls by means of a high-frequency electrical discharge a layer or layers of a working medium, for example a reaction gas or a mixture of reaction and inert gas in an electrically insulating reaction tube, characterized in that the at least one stable seated object, for example a vascular prosthesis, intended for thromboresistant coating is applied under control conditions metering of gases and / or vapors of working medium by low-pressure high-frequency electric discharge, whereby the high-frequency electric discharge is capacitively bound for the time of thromboresistant layer growth by means of at least one electrodes, installed stationary and located outside the exhibition area.

Method according to claim 1, characterized in that the control of the metering of gases and / or vapors of the working medium is carried out in a controlled flow mode.

Method according to claim 1, characterized in that the controlled metering of gases and / or vapors is carried out by a single metering.

Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that hexamethyldisilazane is used as the working medium in the residual air atmosphere.

Process according to one of Claims 1 to 3, characterized in that hexamethyldisilazane is used as a working medium in admixture with inert gases, for example nitrogen or argon.